作业和测验的艺术

摘 要：研究型教学是一种新的教学模式，能有效地调动学生的学习积极性，强化学生的“自主研究”。作业和测验，是教学过程中最常见，也是最容易实践的活动。本文以亲身讲授的《电磁学》为例，重点从作业和测试的安排上进行的新尝试，组织和引导学生进行研究型的教学活动，来验证这一新模式的教学。

关键词：研究型物理教学 电磁学 作业和测试

中图分类号：G652.4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）05（a）-0109-02

在一般大众眼中，物理学一直是以枯燥艰深的形象出现的。这一认识在很大程度上来自于我们传统的物理教学模式。从初中、高中到大学，我们印象中的物理课程都是以课堂授课为主，辅以课后布置的习题和设计好的实验操作。但是，随着教育教学改革的深入发展，人们逐渐认识到传统教学—以知识为中心的传授模式非常不适应人才培养的需要，这一传统的教学模式正在发生深刻的变革。国外一些大学正在尝试引入一种新的研究型物理教学方法，包括在教学过程中具体采用的方法（即一般意义上的教学方法）、教学组织形式、使用的各种电子或非电子教学媒体、教学语言、教学艺术风格、课堂管理技术等诸多方面，可以说在教学过程中师生双方为了教学活动的顺利进行、达到一定的教学目的而采取的一切途径、方法和手段都属于教学方法的范畴。在这一新模式下，学生将更多的参与互动，甚至将主导自己的学习过程，而教师在这个过程中更多地起到组织和引导的作用。由于条件所限，本人在《电磁学》的教学中并没有完全采用这一模式，只是在作业和测试的安排上进行了一些尝试。

一个好的教学过程应该是充满互动的，其中必须包括两个重要的元素：（1）我们要为学生提供一些活动，以鼓励他们思考。这些活动既包括课上活动，如听讲、记笔记、做实验，也包括课下活动，如读书、做作业等。（2）这些活动中必须包括双向的反馈机制。作为教师，我们需要时刻掌握学生在做什么，以及从中学到了什么。作为学生，则需要了解自己是否达到了课程要求，以及如何达到这些标准。作业和测验，是教学过程中最常见，也是最容易实践的活动。下面，我分别叙述自己在这两方面进行的尝试。

1 作业

作业是在教学过程中最常见的由学生主导的环节之一，对物理教学尤其如此。绝大多数物理教师都认为只有通过做习题，学生才能真正学好物理。根据我的经验，很多学生认为物理学是由一系列需要记住的“定律”和“公式”堆砌而成的。而他们只要熟练记住这些定律和公式，并通过题海战术加以熟练应用，就算是学好了物理。只有很少的学生能主动深入理解概念、建立正确的知识结构、并培养自己分析问题解决问题的能力。布置作业当然对物理学习非常重要，但如果不得当，反而有可能助长“死记硬背+题海战术”的思想。

在大多数国内《电磁学》的教科书中，我发现很多内附的习题都有可能向学生传达这一错误信号。对很多学生而言，他们解题的方法就是从书中找到和题目有关的公式，如果会应用就应用，如果不会就抄下来得一部分成绩。长此以往，他们就养成了记公式套公式的习惯，而忽视了作业最基本的目的：促使他们思考和理解。为了改变这一状况，我减少了习题的数目，作为替代，我为他们布置一些难度较大、或是论述类和分析类的题目。在这些题目中，我尽量真实地还原现实世界的情况，不再为学生削减多余的信息，我希望用这种方式来促使他们思考，并培养学生分析问题、解决问题的能力。一开始，学生对这类问题大多表示不适应，这时需要教师及时地反馈、指导和鼓励。经过一个学期的锻炼后，大部分同学在面临问题时都能主动地分析，即使分析中出现了偏差，我认为也是一大进步。

在布置了作业之后，及时地批改和反馈也是非常重要的环节。在学生看来，他们经过深思熟虑后完成的作业，如果能得到足够的重视和反馈，将极大地激发他们的学习动力。反之，如果教师拖了一个星期才发还作业，即使对每份作业都认真批改，也会使效果大打折扣。在这种情况下，学生很有可能会忽略我们的批改，从而使这个方向的反馈失效。

2 测验

测验也是传统教学过程经常运用的手段之一。但传统的测验存在一些无法避免的限制。例如，由于阅卷的工作量相当繁重，很多时候教师不得不选取相对容易判断对错的问题，包括复述正确的概念、完成一些数学计算，等等。而这些题目的设置，却不可避免地向学生传递了错误的信号——“这些知识是你们需要记住的”。

为了鼓励学生进行独立思考和分析，我们在设计测验题目的时候需要非常谨慎。事实上，如果考题大多来自作业，学生就会在考试前复印同学的作业或习题解答并加以背诵；如果考题大多是对公式的应用，学生就会尽量多地记住书上的公式，而完全忽略其中的逻辑关系；而如果我们让学生带一张公式表进入考场，且只出公式表上相关的题目，学生甚至连公式都不会去记，而只靠题海战术练习演算。

除了测验题目的选择，对测验的安排和处理也是非常重要的。对学生而言，测验其实是一个非常好的总结和反馈的机会，但大多数学生不会利用这个机会。当他们考的不好时，他们会苦恼，但不会从中寻找有用的信息。为此，我在安排测验时会采用如下的方式。

（1）每个学期我会安排三次测验。

（2）测验都安排在每个阶段的习题课讲完之后。

（3）试卷将会在下一堂课之前批改完成。

（4）在下一堂课伊始，我会先把试卷发给学生，并在课上评讲试卷，尤其是计算题会详细讲述分步骤评分的标准。

（5）我鼓励学生根据评分标准寻找打分的错误，或是通过向我解释他们的思路以提高成绩。我会让他们提交一份修改成绩的申请，详细解释为什么他们觉得自己应该得到更高的成绩。

（6）如果学生对自己的成绩不满意，可以参加一次课外补考（补考的题目不同于原始的试卷）。补考成绩不会取代原始成绩，学生的最终成绩是两次考试的平均。

（7）我会向他们详细说明，如果不认真分析原始试卷中的错误，补考后的成绩很可能更低，如果想取得更高的成绩，则需要好好弥补以前知识的漏洞。

（8）我会告诉学生每道考题的平均得分，而期末考试中至少会有一道题目源自测验中学生表现最差的题目。

我希望通过这些安排，向学生传递一个清晰的信号，即及时地分析试卷和弥补不足是测验最重要的功能。

3 题目设置

无论是作业还是测验，我都会尝试不同于传统物理考试的题目类型，其目的只有一个，即通过题目设置鼓励学生深入思考和理解。我尝试的题目类型包括。

3.1 图像判断题

此类型题目的原理在于鼓励学生从多个不同的表象认识同一个概念，抛开现象认识本质，而这正是物理学习的精髓。对于一个初学者，经常遇到的困难是在头脑中建立正确的物理图像，并依靠这些图像而非公式进行判断和分析。例如，我会用语言描述一个物理过程（如带电粒子在电磁场中的运动），由学生选择正确表示这一过程的图示；又如，我会用公式给出一个电磁场的分布，然后由学生选择正确的图示。我发现，这一类型的题目能很有效地帮助学生建立物理图像，从而帮助更深入地理解概念。

3.2 排序题

此类型题目的原理是需要学生根据所掌握的概念，进行定性或半定量的分析。例如，我会给出6个电荷组的排布方式，让学生将静电能按从大到小的顺序排列。在这个过程中，学生不仅需要掌握静电能的概念，还需要了解能够影响静电能的因素，以及这些因素产生影响的方式。

3.3 文字论述题

文字论述题是我发现最能反应学生思维方式的一类题目。在这类题目中，我会描述一个现实世界中常见的情况，所有过程都是我们在日常生活中熟知的，然后要求学生利用物理学原理进行分析并得出结论。回答的关键是需要学生能运用所学过的知识，逻辑严密、思路清晰地用文字表述好自己的论点、论据和论证过程。在有些情况下，题目甚至没有一个确定的答案，评分完全依据学生在论述中的表现。文字论述题的价值在于以下三点：首先，我们都知道学好一个知识和把这个知识讲好，代表理解程度的两个不同层次，而文字论述题恰恰是从更高的程度要求学生把头脑中的话讲出来，考察了他们对概念的理解；其次，文字论述题的选材根植于日常生活，有利于培养学生分析问题解决问题的能力；再次，此类题目由于取材贴近生活，容易激发学生学习的兴趣。

3.4 估算题

最早将估算题作为物理学习研究手段的是著名物理学家费米。他提出的类似于“芝加哥有多少理发师？”的题目，会在以下四个方面对学生进行培养。

（1）训练逻辑推理能力。

（2）对数值的数量级进行操作。

（3）正确运用有效数字。

（4）对日常生活的定量化描述。

例如，我会在学期初的作业中要求学生估算北京市由于电脑待机每天所耗费的电量。为了完成这一过程，学生首先要调研电脑待机的一般耗电量，然后从北京市的常住人口估算电脑的数量，再通过待机时间估算耗电量。在批改作业的时候，我会对每一步推理都分别给分，并在习题课的时间详细阐明。随着学期的进行，当学生对这类题目越来越熟悉的时候，我会加入物理性更强的估算，例如：变电站附近的电磁辐射强度，等等。

3.5 论文题

论文题是对学生要求更高，考察也更全面的题型。它不仅需要学生对物理概念有更深的理解，还需要他们有一定的创新精神。例如，我在讲授完光电效应之后，会布置一道论文题，“假设光子的色散关系不是线性的，而是和动量平方成正比，那么光电效应的规律会发生什么样的改变？”在讲授麦克斯韦电磁场理论后，我会再布置一道论文题，“本学期我们在课堂上介绍了电场和磁场，请解释为什么需要引入场的概念？请比较电场和磁场异同，至少列出一个相似点和一个不同点。”由于论文题对学生的考察非常广泛，且需要更多的知识，我一般不会在考试中选择此类题型。当作业中布置此类题时，我还会鼓励学生广泛调研，相互讨论。

以上三点，是我在不长的本科教学工作中进行的尝试。通过几届学生的反馈，也产生了一定效果。《电磁学》是物理专业学生的必修课，它是一门重要的专业基础课，是学习许多后续课程的知识基础，它的基本原理在现代科技领域有许多广泛的应用，它的研究方法对学生今后的学习或科研有深远的影响。本人会在以后的工作中继续努力，改变“粉笔加黑板”的传统，适当采用现代教育技术，在教学方式方法、课程编排、课堂组织形式等方面借鉴更多国内外先进经验，把《电磁学》这门学科基础课讲好讲精。

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